浅谈建筑空调的节能设计

浅谈建筑空调的节能设计

刘耀智

广州高新工程顾问有限公司

摘要：社会在进步，经济在发展，人们对生活质量的追求也越高，能源的合理利用和新能源的开发日益得到广泛的重视，因此节能减排是一项重大举措。作为耗能大户的空调，必须设计出新的节能措施，以实现空调的节能。本文笔者对空调节能设计进行了研究。

关键词：建筑；中央空调

前言

随着经济的迅速发展与城市化进程的加快，环境与能源问题也越来越受到人们的重视。目前，我国建筑业飞速发展，空调技术在国防、科研、工厂、医院、宾馆、旅馆、商店、办公楼、影剧院、住宅等建筑中广泛应用。在人们生活水平提高的同时建筑物的总耗能也在不断增加，据统计建筑能耗占社会总能耗的27%以上并呈不断上升趋势。建筑能耗一般包括在照明、空调、通风、采暖、热水供应与电器等方面的能耗，其中空调能耗已成为建筑能耗的重要构成部分，占建筑能耗的30%～50%，所占的比重逐年上升。据相关研究表明，虽然空调系统的能耗非常大，但采取科学的节能技术是能有效降低空调系统的能耗。节能对于我国现代化建设来说，具有更重大的意义。

一工程概况

（一）主要设备的选型

某工程主要设备有：螺杆式冷水机组2台：制冷量为320KW；恒温恒湿空气处理风柜1台：制冷量为300KW、总风量：33000m3/h、新风量20%以内可调；变频冷冻水泵1台：流量为120m3/h、扬程为28m；全热型新风换气机4台：换气量为2000m3/h；四面出风式风机盘管若干台。

（二）空调设计方式

一般中央控制室对温度及湿度的要求比较高，常用的空调设计采用专门恒温恒湿空调来冷却DCS、PLC、计算机等长时间运行而产生的大量热量，传统的设计思路是将中央控制室作为一个整体来考虑，中央控制室一般都包括放置DCS，PLC等仪表的机柜间，操作室、会议室等，这样不但会造成能源的浪费，而且在设备发热量少的仪表操作室、办公室、会议室等温度太低，甚至会出现穿大衣的情况。

本工程采用了多种空调方式组合，从节能、员工的舒适性起到了很好的效果。本工程空调主要有两种，一种是采用恒温恒湿空调，另外一种是采用末端为风机盘管的普通空调。不同的房间功能采用不同的空调方式，对温度、湿度要求高的DCS，PLC等仪表的机柜间采用恒温恒湿空调；设备发热量少的仪表操作室、办公室、会议室采用风机盘管的普通空调。这样很好的解决了以上的问题。

（三）空调系统

水冷螺杆式冷水空调机组采用循环水冷却，冷冻水分两路，一路进恒温恒湿空气处理机组，一般的冷风经过恒温恒湿空气处理风柜的出风段，中效段，风机段，冷/热水盘管段，电加湿段，回风段，初效段后，即为满足DCS、PLC等仪表卡件的恒温恒湿的冷风。另一路进操作室、办公室、会议室用中央空调系统，未端采用嵌入天花式四面出风盘管机。

（四）温湿度控制

控制室采用多点温度、湿度监控与对空调机组、风柜的控制，保证恒温恒湿空调能满足DCS，PLC等仪表卡件对冷量的要求。控制方式对于机柜室内有散湿负荷，特别是湿负荷变化大的房间，无疑是十分合适的，因为它不是控制固定固定露点温度来保持室内相对湿度的。有人称它为无露点控制方式，但这个并不意味着经空气处理的空气不必处理到相应的必要的露点温度。从原理上说，要去湿，必须把空气处理到相应的露点温度。这样经风柜处理的冷气进入机柜间后，除非室内有大量显热负荷，在大多数情况下，必然导致室内过冷，相对湿度显得过高，所以，本系统在实际运行过程中选择器选择的控制信号多半来自湿度控制器的信号，于是，其实际的结果并不能很大程度上减少再热，避免冷热抵消。

二中央空调的节能设计

（一）新风系统的节能设计

新风系统的合理使用，也可以有效地控制能耗使用量。在满足卫生条件的情况下，减少新风量或根据实际需要采用变风量系统进行调节。有排风系统的，利用室内能量对新风进行预热与预冷处理（即热回收技术）等都能够有效减少空调系统的能耗。

（二）系统运行过程中的节能

（1）加强中央空调的运行管理，采用一定的计量方法

在空调能耗中，有很大一部分是由于管理不善而引起的。各项调节和节能措施的实施，亦与操作人员的技术素质直接相关。故应加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。另外，集中空调实行计量收费，是建筑节能的一项基本措施。目前在欧美等国热量计量已是成熟的技术，据国外调查资料表明：实行集中空调计量收费后，其节能率在8％～l5％。我国在计量方面也已取得了一定的成就。

（2）通过控制设备进行调节控制

随着用能计量收费体制的改革，室内空调系统装配温控阀后整个空调系统如何正确配备控制设备是非常重要的。

每一个有效节能的空调系统都应配置相应的调节控制设备，如自力式流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀等等。在控制模式上需根据建筑物的具体功能、气候条件、使用状况等灵活处理，无统一的模式可循。如：①年运行管理问题，主要应考虑过渡季节的运行：室外新风的利用、新风量的确定等；②日运行管理问题，主要应考虑随室外温度的变化采取不同的日节能运行模式，这可采用合理的自控系统及一定的手动调节装置来实现；③建筑预冷预热时间的合理选择。建筑预冷预热时间的选择将直接影响冷热设备的大小，从而影响初期投资。特别是对于大空间的体育场馆等蓄热量较大的建筑，如何做到既不影响正常使用，又能实现节能或节约投资，预冷预热时间的合理选择是关键。

三结束语

能源目前显得比较短缺，特别是现在使用空调的人逐年增多。空调自身的含氟制冷剂本身就会导致臭氧空洞的形成，而且空调工程的高能耗问题还会产生更多的二氧化碳，引发一系列的环境问题。这就更要求我们去寻求一条节能的道路，来适应社会的发展。因此，研究空调的节能问题显得尤为迫切且重要。

空调的设计工作涉及面广，需要考虑的影响因素多。因此，在制定设计方案时必须对工程设计项目的各项实际需求、环境条件等进行整体分析，对设计方案的适用性、经济性、安全性等进行客观评价，只有这样才能设计出科学合理的方案。空调系统的节能不仅关系到千家万户的冷暖，关系到人们的健康和安全，关系到工作效率和产品质量，还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染，是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业。作为建筑节能的主要构成部分，我们有必要充分重视空调系统节能中目前存在的问题，并加以改善。

参考文献

[1]文力，黄翔，颜苏芊，等.地源热泵中央空调应用的探讨[J].制冷与空调，2010，（10）.

[2]王建伟.地源热泵技术——一种节能环保的新型中央空调系统[J].城市管理与科技，2011，（06）.

[3]罗坚.地源热泵中央空调运行优化控制系统设计[D].湖南大学硕士学位论文，2010.，

[4]张旭.热泵技术[M].北京：化学工业出版社，2007.

[5]廖汉光.地源热泵在欧美国家的发展概况[J].工程与建设，2010，（03）.